Microcrystalline Bi0.5Sb1.5Te3-Based Materials Prepared by Various Methods

L. D. Ivanova; Иванова Л. Д.; Yu. V. Granatkina; Гранаткина Ю. В.; A. G. Mal’chev; Мальчев А. Г.; I. Yu. Nikhezina; Нихезина И. Ю.; M. I. Zaldastanishvili; Залдастанишвили М. И.; S. P. Krivoruchko; Криворучко С. П.; O. N. D’yakonov; Дьяконов О. Н.; R. A. Karima; Карима Р. А.

doi:10.31857/S0002337X23020070

Материалы на основе твердого раствора Bi_0.5Sb_1.5Te₃ с мелкокристаллической структурой, полученные различными методами

Авторы: Иванова Л.Д.¹, Гранаткина Ю.В.¹, Мальчев А.Г.¹, Нихезина И.Ю.¹, Залдастанишвили М.И.², Криворучко С.П.², Дьяконов О.Н.², Карима Р.А.²
Учреждения:
1. Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук
2. Сухумский физико-технический институт Академии наук Абхазии
Выпуск: Том 59, № 2 (2023)
Страницы: 119-127
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/140119
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23020070
EDN: https://elibrary.ru/YDIIKN
ID: 140119

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследованы свойства образцов твердого раствора Bi_0.5Sb_1.5Te₃ р-типа проводимости, полученных горячим прессованием, экструзией и искровым плазменным спеканием порошков, приготовленных спиннингованием расплава и измельчением слитка в вихревой мельнице до частиц порядка сотен микрон и частиц меньше сотен нанометров (механоактивацией). Порошки и сколы образцов изучены на оптическом и растровом электронном микроскопах. Порошки, полученные спиннингованием расплава при оборотах диска 3000 и 5500 об./мин, имели форму пластин толщиной в десятки микрон, состоящих из фрагментов толщиной от единиц до сотен нанометров. Микроструктурный анализ показал присутствие во всех образцах небольшого количества теллура, что подтверждено и результатами микрорентгеноспектрального анализа. Измерены термоэлектрические параметры: коэффициент Зеебека, удельная электропроводность и теплопроводность при комнатной температуре и в интервале 100–700 К. Рассчитаны решеточная составляющая теплопроводности и коэффициент термоэлектрической добротности ZТ. Максимальное значение ZT = 1.0 ± 0.1 при 380 К достигнуто для образцов, полученных искровым плазменным спеканием и горячим прессованием порошков, приготовленных спиннингованием расплава и механоактивацией соответственно.

Ключевые слова

спиннингование расплава, механоактивация, горячее прессование, искровое плазменное спекание, экструзия, микроструктура, термоэлектрические свойства

Список литературы

Анатычук Л.И., Семенюк В.А. Оптимальное управление свойствами термоэлектрических материалов и приборов. Черновцы: ПРУТ, 1992. 263 с.
Гольцман Б.М., Кудинов В.А., Смирнов И.А. Полупроводниковые термоэлектрические материалы на основе Bi2Te3. М: Наука, 1972. 320 с.
Hicks L.D., Dresselhaus M.S. Effect of Quantum-well Structures on Thermoelectric Figure of Merit // Phys. Rev. 1993. V. 47. № 19. P. 12727. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.47.12727
Дмитриев А.В., Звягин И.П. Современные тенденции развития физики термоэлектрических материалов // Успехи физ. наук. 2010. Т. 180. № 8. С. 821–838.
Dresselhaus M.S., Chen G., Tang M.Y., Yang R., Lee H., Wang D., Ren Z.F., Fleurial J.P., Gogna P.K. New Directions for Low-Dimensional Thermoelectric Materials // Adv. Mater. 2007. V. 19. № 8. P. 1043–1053. https://doi.org/10.1002/adma.200600527
Snyder J.G., Toberer E.S. Complex Thermoelectric Materials // Nat. Mater. 2008. V. 7. P. 105–114. https://doi.org/10.1038/nmat2090
Goldsmid H.J. Recent Studies of Bismuth Telluride and Its Alloys // J. Appl. Phys. 1961. V. 32. № 1. P. 2198–2202.
Абрикосов Н.Х., Банкина В.Ф., Коломоец Л.А. и др. Отклонение твердого раствора от стехиометрического разреза Bi2Te3–Sb2Te3 в области состава Bi0.5Sb1.5Te3 // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1977. Т. 13. № 5. С. 827–829.
Иванова Л.Д., Гранаткина Ю.В., Мальчев А.Г., Нихезина И.Ю., Емельянов М.В., Никулин Д.С. Термоэлектрические и механические свойства твердых растворов Sb2Te3–Bi2Te3, легированных свинцом // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 3. С. 247–252. https://doi.org/10.31857/S0002337X2003005
Иванова Л.Д., Гранаткина Ю.В., Мальчев А.Г., Нихезина И.Ю., Никулин Д.С., Криворучко С.П., Залдастанишвили М.И., Судак Н.М. Использование новых технологий для получения наноматериалов твердых растворов халькогенидов висмута и сурьмы быстрой кристаллизацией расплава // Перспективные технологии и материалы. Севастополь: Севастопольский гос. ун-т, 2020. С. 70–74.
Иванова Л.Д., Гранаткина Ю.В., Нихезина И.Ю., Мальчев А.Г., Векуа Т.С., Криворучко С.П., Залдастанишвили М.И. Термоэлектрические свойства теллурида германия с мелкозеренной структурой // Перспективные материалы. 2020. № 11. С. 15–25. https://doi.org/10.30791/1028-978X-2020-11-15-25
Равич Ю.И., Ефимова Б.А., Смирнов И.А. Методы исследования полупроводников в применении к халькогенидам свинца. М.: Наука, 1968. 384 с.
Сабо Е. Технология халькогенидных термоэлементов (физические основы). Сухум. 1999. 310 с.